فناوری جدید ناوبری اینرسی کوانتومی با کاهش خطا

به گزارش سارنا به نقل از ایسنا، پژوهشگران آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده(NRL) ابزار ناوبری جدیدی به نام تداخل‌سنج پرتو اتمی با خنک‌سازی مداوم سه بعدی ایجاد کرده‌اند.

به نقل از آی‌ای، این دستگاه بر اساس یک روش ثبت اختراع شده با استفاده از پرتوهای اتم سرد، با هدف بهبود سیستم‌های ناوبری نیروی دریایی با کاهش خطا کار می‌کند.

ناوبری اینرسی تکنیکی است که بر شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌ها برای ردیابی موقعیت و جهت یک جسم از یک نقطه شروع شناخته شده تکیه دارد.

ناوبری اینرسی کوانتومی حوزه جدیدی از مطالعه است که نویدبخش دقت اندازه‌گیری بسیار بالاتری است.

جاناتان کولک، فیزیکدان بخش اپتیک کوانتومی NRL گفت: ما با کار با اتم‌های سرد و پیوسته، راه را به روی تعدادی از مزایا و همچنین تکنیک‌های اندازه‌گیری جدید باز کرده‌ایم. در نهایت ما می‌خواهیم از این فناوری برای بهبود سیستم‌های ناوبری اینرسی استفاده کنیم، بنابراین اتکای خود به GPS را کاهش می‌دهیم.

به لطف ویژگی‌های منحصر به‌ فرد منبع اتم، تداخل‌سنج پرتو اتمی با خنک‌کننده مداوم سه بعدی قابلیت‌های اندازه‌گیری امیدوارکننده‌ای مانند کنتراست بالا، نویز کم و سازگاری بهتر با محیط‌های مختلف را نشان می‌دهد.

بهبود دقت و مدت زمان ماموریت

این فناوری می‌تواند به نیروی دریایی کمک کند حتی زمانی که سیگنال‌های GPS در دسترس نیستند، به خوبی حرکت و ناوبری و مسیریابی کند و دقت را بهبود بخشد. خطاها در تخمین مکان نیز که معمولاً در طول زمان ایجاد می‌شوند و منجر به اطلاعات نادرست موقعیت می‌شوند، با این فناوری از بین می‌روند.

برای مثال، سیستم‌های ناوبری اینرسی فعلی می‌توانند خطاهای حدود 1 مایل دریایی را در طول 360 ساعت جمع‌آوری کنند. هدف NRL توسعه فناوری‌های جدید برای تمدید این زمان است تا اطمینان حاصل شود که چنین خطاهایی مدت زمان ماموریت را محدود نمی‌کند.

جرالد بورسوک دستیار مدیر تحقیقات سیستم‌ها در NRL می‌گوید: ظهور تداخل سنجی اتمی امکان یک رویکرد جدید در سنجش اینرسی را فراهم می‌کند که این پتانسیل را دارد برخی از کاستی‌های موجود در فناوری‌های مدرن را برطرف کند.

پیشرفت ناوبری نیروی دریایی فراتر از GPS

GPS برای عملیات‌های غیرنظامی و نظامی ضروری است و داده‌های موقعیت‌یابی و زمان‌بندی دقیق جهانی را ارائه می‌دهد. با این حال، موقعیت‌هایی مانند حضور در زیر آب یا در فضا وجود دارد که GPS در آن موقعیت‌ها کار نمی‌کند. علاوه بر این، تهدیدهایی مانند پارازیت، فریب و جنگ ضد ماهواره‌ای خطراتی را برای دسترسی به GPS ایجاد می‌کند.

کولک می‌گوید: در یک دنیای ایده آل، ما با ساختن بهترین ناوبرهای اینرسی می‌توانیم از خود در برابر از دست رفتن ناوبری معمولی محافظت کنیم. این برای اطمینان از این است که از دست دادن GPS اجازه ندهد کشتی‌های ما در وسط قلمروی دشمن گم شوند.

سامانه GPS با مجموعه ای متشکل از 32 ماهواره که به دور زمین می‌چرخند، داده های ناوبری و زمان بندی دقیق را به کاربران در سراسر جهان ارائه می‌دهد. با این حال، با وجود توسعه آن طی سالیان متمادی، نیروی دریایی همچنان به سیستم‌های ناوبری اینرسی بهینه شده برای کاهش وابستگی به GPS متکی است.

آدام بلک رئیس بخش اپتیک کوانتومی NRL در پایان گفت: نیروی دریایی ایالات متحده در عصر مدرن، یکی از چندین سازمان تحقیقاتی است که به چالش‌های ناوبری اینرسی دریایی می‌پردازد. این آزمایشگاه از تکنیک‌های پیشرفته اتمی و نوری برای ابداع معماری‌های جدید برای اندازه‌گیری اینرسی استفاده می‌کند که ناوبری دقیق سکوهای پویای نیروی دریایی را نوید می‌دهد.